Terus ke kandungan
IGCSE·Tuition
Kimia · Pelajaran

Banding serbuk dan ketulan tanpa mengubah amaun

Lengkung serbuk lebih curam daripada lengkung ketulan, dan soalan bertanya sama ada lebih banyak hasil terbentuk.

Dalam halaman ini
  1. Mengapakah luas permukaan penting?
  2. Sebesar manakah perubahan luas permukaan?
  3. Contoh berlangkah
  4. Apakah kesilapan yang perlu dielakkan?
  5. Semak kendiri
  6. Ke mana selepas ini?

Untuk jisim yang sama, serbuk mempunyai luas permukaan lebih besar daripada ketulan, maka ia bertindak balas lebih cepat, tetapi ia tidak menghasilkan lebih banyak hasil. Soalan yang menyebut “tanpa mengubah amaun” menguji pemisahan itu.

Pelajaran ini tergolong dalam kadar tindak balas. Ia menggunakan penaakulan perlanggaran daripada kesan kepekatan dan pembacaan graf daripada membaca kadar daripada graf.

Mengapakah luas permukaan penting?

Dalam tindak balas antara pepejal dengan cecair atau larutan, perlanggaran hanya boleh berlaku pada permukaan pepejal. Zarah di dalam ketulan tidak boleh bertemu bahan tindak balas lain sehingga lapisan luar habis bertindak balas.

Menghancurkan pepejal mendedahkan lebih banyak zarahnya. Lebih banyak zarah terdedah bermakna perlanggaran lebih kerap, jadi lebih banyak perlanggaran berkesan setiap saat.

Sebesar manakah perubahan luas permukaan?

Ambil kubus bersisi 2 cm. Luas permukaannya 6 × (2 × 2) = 24 cm², dan isi padunya 8 cm³.

Potong kepada lapan kubus bersisi 1 cm. Jumlah isi padu masih 8 cm³. Setiap kubus kecil mempunyai luas permukaan 6 × (1 × 1) = 6 cm², jadi lapan kubus memberi 8 × 6 = 48 cm².

Bahannya sama tetapi permukaan terdedah menjadi dua kali ganda. Serbuk sebenar dipecahkan kepada kepingan yang jauh lebih kecil, jadi pertambahannya jauh lebih besar.

Contoh berlangkah

Ini data rekaan. Dua eksperimen masing-masing menggunakan 1.0 g kalsium karbonat dengan asid hidroklorik cair berlebihan. Satu menggunakan ketulan dan satu lagi serbuk. Persamaannya:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

Langkah 1, cari mol CaCO₃. Mr = 40 + 12 + (3 × 16) = 100. Mol = 1.0 ÷ 100 = 0.010 mol.

Langkah 2, guna nisbah. CaCO₃ : CO₂ ialah 1 : 1, maka 0.010 mol CO₂ terbentuk.

Langkah 3, tukar kepada isi padu. Pada suhu dan tekanan bilik, 1 mol gas menempati 24 dm³ (gunakan nilai yang diberi soalan anda). Isi padu = 0.010 × 24 = 0.24 dm³ = 240 cm³.

Langkah 4, banding. Kedua-dua eksperimen berakhir pada 240 cm³, kerana asid berlebihan dan jisim CaCO₃ sama. Lengkung serbuk naik lebih curam dan mendatar lebih awal.

Langkah 5, terangkan. Serbuk mempunyai luas permukaan lebih besar, jadi lebih banyak zarah terdedah kepada asid, perlanggaran lebih kerap dan kadar awal lebih tinggi.

Apakah kesilapan yang perlu dielakkan?

Jawapan yang salah: “Serbuk memberi lebih banyak karbon dioksida kerana lebih banyak permukaan.”

Luas permukaan hanya mengubah kadar. Amaun gas ditentukan oleh mol bahan tindak balas penghad, di sini 0.010 mol CaCO₃. Pada graf, kedua-dua garisan mesti berakhir pada ketinggian yang sama.

Kesilapan kedua ialah mengatakan zarah serbuk mempunyai lebih tenaga. Tenaga mereka tidak berubah, tetapi lebih banyak yang terdedah.

Semak kendiri

1. Kubus 3 cm dipotong kepada dua puluh tujuh kubus 1 cm. Berapa kali ganda luas permukaan keseluruhan bertambah?

Lihat jawapan

Sebelum: 6 × 9 = 54 cm². Selepas: 27 × 6 = 162 cm². 162 ÷ 54 = 3.

2. Pada graf isi padu-masa, bagaimanakah isi padu akhir serbuk dan ketulan berjisim sama dibandingkan, dan mengapa?

Lihat jawapan

Ia sama, kerana jisim bahan tindak balas penghad yang sama mengandungi bilangan mol yang sama, jadi amaun hasil yang sama terbentuk.

3. 2.0 g CaCO₃ bertindak balas dengan asid berlebihan. Apakah isi padu CO₂ pada suhu dan tekanan bilik, menggunakan 24 dm³ per mol?

Lihat jawapan

Mol = 2.0 ÷ 100 = 0.020 mol. CO₂ = 0.020 × 24 = 0.48 dm³ = 480 cm³.

Ke mana selepas ini?

Seterusnya, lihat bahan yang mengubah kadar tanpa menjadi bahan tindak balas dalam peranan mangkin. Guru mol dan nisbah persamaan ialah cara yang baik untuk menyemak semula isi padu akhir dalam soalan seperti ini.

Apabila pelajar mengetahui fakta tetapi mencampuradukkan kadar dengan amaun di bawah tekanan peperiksaan, guru boleh membantu dalam tuisyen Kimia satu dengan satu dalam talian.

Soalan lazim

Mengapakah serbuk bertindak balas lebih cepat daripada ketulan?

Serbuk mempunyai luas permukaan yang jauh lebih besar untuk jisim yang sama. Lebih banyak zarah pepejal terdedah kepada bahan tindak balas lain, maka perlanggaran pada permukaan lebih kerap dan kadar lebih tinggi. Jumlah pepejal tidak berubah.

Adakah serbuk memberi lebih banyak hasil daripada ketulan?

Tidak. Jika jisim bahan tindak balas penghad sama, amaun hasil yang sama terbentuk. Serbuk hanya sampai lebih awal. Dua lengkung naik dengan kelajuan berbeza tetapi mendatar pada nilai akhir yang sama.

Apakah yang mesti sama dalam perbandingan adil serbuk dan ketulan?

Kekalkan jisim pepejal, isi padu dan kepekatan bahan tindak balas lain, serta suhu. Hanya saiz zarah yang berubah. Jika apa-apa yang lain berbeza, anda tidak boleh mengatakan saiz zarah menyebabkan perbezaan itu.

Dikemas kini:

Langkah seterusnya

Jika anda mencampuradukkan kelajuan tindak balas dengan jumlah hasil, guru satu dengan satu boleh melakar kedua-dua idea itu bersebelahan sehingga ia terpisah dalam fikiran anda.

Kelas percubaan berbayar satu jam pada kadar guru yang disahkan, bermula RM80. Yuran lain, jadual dan susunan seterusnya disahkan terus bersama guru selepas kelas percubaan.

Tuisyen diatur bersama ibu bapa atau penjaga. Hantar halaman ini kepada mereka melalui WhatsApp supaya mereka boleh bertanya bagi pihak anda.

Ibu bapa atau penjaga? Tanya di sini

9,000+ pelajar telah dibantu melalui perkhidmatan kami